МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ПОМЕХ Российский патент 2015 года по МПК G01S7/38 

Изобретение относится к средствам радиоподавления, применяемым для защиты наземных объектов, вооружения и военной техники от ВТО с радиолокационными системами управления. Оно может быть использовано при разработке и создании средств радиотехнической и радиолокационной разведки и создания помех.

Известна станция помех, состоящая из последовательно соединенных приемной антенны, системы определения и воспроизведения сигналов, передающей ФАР, а также системы определения направления прихода сигналов РЛС, диаграммообразующей схемы и системы анализа и управления, причем вход системы определения направления (СОН) соединен с выходом приемной антенны, а выход СОН подключен к входу системы анализа и управления (САУ), первый выход САУ соединен со вторым входом системы определения и воспроизведения сигналов, а второй выход САУ соединен с входом диаграммообразующей схемы, выход которой соединен с управляющим входом ФАР (см., например, Куприянов А.И., Шустов А.Н. Радиоэлектронная борьба. Основы теории. - М.: «Вузовская книга», 2009, с.378).

Недостатками такой станции являются:

станция помех не позволяет осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений;

станция помех не позволяет осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является станция помех, состоящая из последовательно включенных приемной фазированной антенной решетки, М-канальной приемной диаграммообразующей системы, каждый выход которой соединен со входом соответствующего приемо-передающего канала, выход которого соединен с соответствующим входом М-элементной передающей диаграммообразующей системы передающей фазированной антенной решетки, причем каждый приемо-передающий канал включает последовательно соединенные высокочастотный модуль, систему определения частоты и переключатель, а также формирователь помех, выход которого соединен со вторым входом переключателя (см., например, Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием / Под ред. Ю.М.Перунова. - М.: «Радиотехника», 2003, с.87-89.).

Основными недостатками прототипа являются:

при одновременной обработке сигналов с нескольких направлений или на нескольких частотах сигнал помехи формируется на всех возможных комбинациях частот и направлений, что приводит к нерациональному распределению энергии помехи и ухудшению электромагнитной совместимости станции помех с другими радиоэлектронными средствами;

станция помех не позволяет осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС;

станция помех излучает помеху только в направлении, с которого принят сигнал РЛС, и не позволяет осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности за счет:

исключения нерационального распределения энергии помехи по диапазону частот (возникновение комбинационных частот), улучшения ЭМС и сокращения количества и ширины полос частот, в которых может запрещаться излучение помехи по условиям ЭМС;

обеспечения радиолокационного обнаружения и сопровождения по направлению кратковременно работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений;

повышения пропускной способности и рационального распределения мощности помехи по пространству на основе формирования нескольких независимых лучей, обеспечения возможности радиоподавления неизлучающих приемных пунктов многопозиционных радиолокационных систем.

Указанный технический результат достигается тем, что многофункциональная станция помех, состоящая из последовательно включенных поэлементной приемной фазированной антенной решетки, M-элементной приемной диаграммообразующей системы, m-ый выход которой, где $$m=\overline{1,M}$$ , соединен с соответствующим входом приемо-передающего канала, выход которого соединен с соответствующим входом M-элементной передающей диаграммообразующей системы и М-элементной передающей фазированной антенной решетки, причем каждый приемо-передающий канал включает последовательно соединенные высокочастотный модуль, систему определения частоты и переключатель, а также формирователь помех, выход которого соединен со вторым входом переключателя, дополнительно введены переключательная матрица, имеющая М входов и N выходов, при этом N≤М, N высокочастотных циркуляторов, где N - количество приемо-передающих каналов, а также устройство обнаружения радиолокационных сигналов, сумматор, переключатель и формирователь радиолокационных сигналов, при этом приемная и передающая фазированные антенные решетки выполнены в виде M-элементной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, а диаграммообразующая система выполнена в виде системы независимых фазовращателей, m-ый вход переключательной матрицы соединен с выходом соответствующего фазовращателя, а n-ый выход переключательной матрицы соединен со входом n-го циркулятора, выход которого является входом соответствующего приемо-передающего канала, высокочастотный модуль каждого приемо-передающего канала последовательно соединен с системой определения частоты, выполненной в виде устройства обнаружения радиотехнических сигналов, выход которого соединен с формирователем помех и вторым входом переключателя, выход формирователя помех является первым выходом приемо-передающего канала, первый выход высокочастотного модуля соединен с входом устройства обнаружения радиолокационных сигналов, выход которого соединен с первым входом переключателя, выход которого является вторым выходом приемо-передающего канала, причем второй выход каждого нечетного приемо-передающего канала соединен с первым входом системы определения направления прихода входных сигналов, а каждый второй выход четного приемо-передающего канала соединен со вторым входом системы определения направления прихода входных сигналов, выход которой является входом системы анализа и управления, первый выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом блока фазовращателей активной фазированной антенной решетки, причем первые выходы каждого n-то приемо-передающего канала, начиная со второго, через циркулятор и переключательную матрицу соединены с активной фазированной антенной решеткой, а первый выход первого приемо-передающего канала соединен с активной фазированной антенной решеткой через сумматор, циркулятор и переключательную матрицу, второй выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом переключательной матрицы, а также с формирователем радиолокационных сигналов, выход которого соединен со вторым входом сумматора, третий выход системы анализа и управления соединен со вторым, третьим и четвертым управляющими входами каждого приемо-передающего канала и третьим управляющим входом сумматора, второй управляющий вход приемо-передающего канала соединен со вторым управляющим входом высокочастотного модуля, третий управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом переключателя, а четвертый управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом формирователя помех.

Известные устройства имеют недостаточную эффективность радиоподавления перспективных бортовых РЛС вследствие нерационального распределения мощности помехи по пространству и ухудшению электромагнитной совместимости станции помех с другими радиоэлектронными средствами при одновременной обработке сигналов с нескольких направлений или на нескольких частотах, когда сигнал помехи формируется на всех возможных комбинациях частот и направлений, что приводит к нерациональному распределению энергии помехи, невозможности осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС, а также неспособности станции помех осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.

Повышение эффективности достигается за счет обеспечения независимого управления формой и пространственным положением большого количества лучей и спектром излучаемой помехи в каждом луче, обеспечения радиолокационного обнаружения и сопровождения по направлению носителей излучающих и неизлучающих (кратковременно работающих) РЛС с одновременной радиотехнической разведкой в этих направлениях, в обеспечении независимого формирования лучей в направлениях, не связанных с направлением приема сигналов, а также в обеспечении сопровождения по направлению и радиоподавления приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.

Структурная схема МФСП приведена на фигуре 1, где обозначено: 1 - M-элементная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка с системой независимых фазовращателей; 2 - переключательная матрица; 3 - n-й высокочастотный циркулятор; 4 - n-й приемо-передающий канал; 5 - высокочастотный модуль; 6 - устройство обнаружения радиолокационных сигналов; 7 - устройство обнаружения радиотехнических сигналов; 8 - переключатель; 9 - формирователь помех; 10 - сумматор; 11 - устройство определения направления прихода сигналов; 12 - формирователь радиолокационных сигналов; 13 - система анализа и управления.

M-элементная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка с системой независимых фазовращателей 1 предназначена для формирования и независимого управления большим количеством лучей с независимым управлением распределением мощности излучения помех между формируемыми лучами, формирования ДНА каждого луча различной формы в зависимости от решаемых задач, радиолокационного сопровождения по направлению носителей кратковременно работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений, непрерывного сопровождения по направлению и радиоподавления РЛС, использующих многопозиционный режим работы. АФАР может быть выполнена, например, по схеме, приведенной в [см., например, В.Слюсар. Схемотехника цифровых антенных решеток. - «Электроника: наука, технологии, бизнес», №8, 2004, с.34-39] с использованием типовых элементов электронной техники.

Переключательная матрица 2 предназначена для задания требуемого числа лучей необходимой формы при функционировании многофункциональной станции помех в режимах радиолокационной разведки, радиотехнической разведки и радиоподавления назначенных объектов. Переключательная матрица может быть выполнена, например, по схеме, приведенной в [см., например, В.Слюсар. Схемотехника цифрового диаграммообразования. Модульные решения - «Электроника: наука, технологии, бизнес», №1, 2002, с.46-52].

Высокочастотный циркулятор 3 предназначен для разделения режимов приема и излучения сигналов и помех. Циркулятор может быть выполнен на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Компоненты и технологии (ВЧ/СВЧ-элементы), №9, 2008, с.22-27].

Приемо-передающий канал 4 предназначен для приема и определения параметров радиолокационных и радиотехнических сигналов в режиме ведения радиолокационной и радиотехнической разведки, генерации радиолокационных сигналов и формирования помех в режиме радиоподавления бортовых РЛС.

Высокочастотный модуль 5 предназначен для разделения диапазона работы станции помех на частотные каналы, преобразования входного сигнала каждого частотного канала на промежуточную частоту и в цифровую форму.

Устройство обнаружения радиолокационных сигналов 6 предназначено для обнаружения отраженных от цели зондирующих сигналов, сформированных формирователем радиолокационных сигналов 12 и измерения дальности и скорости воздушной цели. Устройство обнаружения радиолокационных сигналов может быть выполнено на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д., 1968, с.99-120].

Устройство обнаружения радиотехнических сигналов 7 предназначено для обнаружения сигналов бортовых РЛС и определения их частотно-временных параметров.

Устройство определения направления прихода радиолокационных и радиотехнических сигналов 11 предназначено для определения направления на воздушную цель, являющуюся носителем бортовой РЛС - объекта радиоподавления и определения направления на излучающую бортовую РЛС, являющуюся объектом подавления. Устройство определения направления прихода радиолокационных и радиотехнических сигналов может быть выполнено на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: "Сов. радио», 1970, с.66-76].

Формирователь помех 9 предназначен для формирования помех с требуемыми частотно-временными параметрами.

Формирователь радиолокационных сигналов 12 предназначен для формирования зондирующих сигналов требуемой структуры. Формирователь радиолокационных сигналов может быть выполнен на основе типовых элементов электронной техники [см., например, Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина, Воениздат, 1967, с.338-342].

Система анализа и управления 13 предназначена для распознавания класса воздушной цели на основе траекторией и сигнальной информации, задания сектора одновременной работы МФСП, задания основных режимов работы, управления станцией помех и управления лучами в заданных режимах.

Многофункциональная станция помех функционирует в следующих основных режимах:

в режиме радиолокационной разведки;

в режиме радиотехнической разведки;

в режиме радиоподавления назначенных объектов.

В режиме радиолокационной разведки осуществляется формирование одного луча с высоким энергопотенциалом и последовательное (программное) сканирование лучом в секторе одновременной работы МФСП. Для формирования луча задействуется вся апертура приемо-передающей АФАР. На прием отраженных от цели сигналов формируются два луча, реализующих моноимпульсный метод пеленгования. При обнаружении воздушной цели и определении ее координат МФСП переходит в режим радиотехнической разведки излучений бортовой РЛС воздушной цели, периодически прерывая режим радиотехнической разведки для радиолокационного сопровождения обнаруженной цели и поиска новых воздушных целей в секторе одновременной работы станции помех.

В режиме радиотехнической разведки формируются два луча в азимутальной или угломестной плоскости, реализующих моноимпульсный метод пеленгования излучений бортовой РЛС. Равносигнальное направление ориентируется системой анализа и управления в направлении воздушной цели, обнаруженной в режиме радиолокационной разведки. Затем станция помех переходит в режим ожидания сигналов бортовой РЛС. При обнаружении сигналов бортовой РЛС осуществляется распознавания класса воздушной цели, после чего МФСП определяет рациональные параметры помехи и переходит к формированию помех в ответ на принятые сигналы бортовой РЛС, периодически прерывая режим излучения для доразведки сигналов РЛС и обнаружения других целей. В случае обнаружения новой цели для ее обслуживания используется вторая пара приемо-передающих каналов.

В режиме радиоподавления прицельная по частоте помеха, формируемая формирователем помех, через сумматор, высокочастотный циркулятор и переключательную матрицу поступает на АФАР и излучается в направлении, сформированном системой фазовращателей под управлением системы анализа и управления.

Изобретение относится к средствам радиоподавления, применяемым для защиты объектов, вооружения и военной техники. Достигаемый технический результат изобретения - повышение эффективности устройства за счет исключения нерационального распределения энергии помехи по диапазону частот, обеспечения радиолокационного обнаружения и сопровождения по направлению кратковременно работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений и повышения пропускной способности и рационального распределения мощности помехи по пространству. Указанный результат достигается тем, что многофункциональная станция помех содержит: приемную и передающую фазированные антенные решетки, выполненные в виде M-элементной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, диаграммообразующую систему, выполненную в виде системы независимых фазовращателей, переключательной матрицы, имеющей М входов и N выходов, N высокочастотных циркуляторов, N приемо-передающих каналов, содержащих устройство обнаружения радиолокационных сигналов, сумматор, переключатель, формирователь радиолокационных сигналов, высокочастотный модуль, систему определения частоты, выполненную в виде устройства обнаружения радиотехнических сигналов и формирователь помех, а также систему определения направления прихода входных сигналов, систему анализа и управления, сумматор, формирователь радиолокационных сигналов и систему анализа и управления. 1 ил.

Многофункциональная станция помех, состоящая из последовательно соединенных М-элементной приемной фазированной антенной решетки, М-элементной приемной диаграммообразующей системы, а также состоящая из М-элементной передающей диаграммообразующей системы передающей фазированной антенной решетки, из N приемо-передающих каналов, отличающаяся тем, что введены переключательная матрица, имеющая М входов и N выходов, при этом N≤М, N высокочастотных циркуляторов, сумматор, формирователь радиолокационных сигналов, предназначенный для формирования зондирующих сигналов требуемой структуры, устройство определения направления прихода сигналов, система анализа и управления, при этом каждый приемопередающий канал включает высокочастотный модуль, предназначенный для разделения диапазона работы станции помех на частотные каналы, преобразования входных сигналов каждого частотного канала на промежуточную частоту и в цифровую форму, устройство обнаружения радиотехнических сигналов, предназначенное для обнаружения сигналов бортовых радиолокационных станций и определения их частотно-временных параметров, переключатель, устройство обнаружения радиолокационных сигналов, формирователь помех, причем первый выход высокочастотного модуля соединен с входом устройства обнаружения радиолокационных сигналов, выход которого соединен с первым входом переключателя, с вторым входом которого и входом формирователя помех соединен выход устройства обнаружения радиотехнических сигналов, вход которого соединен с вторым выходом высокочастотного модуля, причем выход формирователя помех является первым выходом приемо-передающего канала, выход переключателя является вторым выходом приемопередающего канала, при этом приемная и передающая фазированные антенные решетки выполнены в виде М-элементной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, диаграммообразующая система выполнена в виде системы независимых фазовращателей, m-ый вход переключательной матрицы, где , соединен с выходом соответствующего фазовращателя, а n-й выход переключательной матрицы соединен с входом n-го циркулятора, выход которого является входом соответствующего приемо-передающего канала, причем второй выход каждого нечетного приемо-передающего канала соединен с первым входом устройства определения направления прихода сигналов, а каждый второй выход четного приемо-передающего канала - со вторым входом устройства определения направления прихода входных сигналов, выход которой является входом системы анализа и управления, первый выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом блока фазовращателей активной фазированной антенной решетки, причем первые выходы каждого n-го приемо-передающего канала, начиная со второго, через циркулятор и переключательную матрицу соединены с активной фазированной антенной решеткой, а первый выход первого приемо-передающего канала соединен с активной фазированной антенной решеткой через сумматор, циркулятор и переключательную матрицу, второй выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом переключательной матрицы, а также с формирователем радиолокационных сигналов, выход которого соединен со вторым входом сумматора, третий выход системы анализа и управления соединен со вторым, третьим и четвертым управляющими входами каждого приемо-передающего канала и третьим управляющим входом сумматора, второй управляющий вход приемо-передающего канала соединен со вторым управляющим входом высокочастотного модуля, третий управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом переключателя, а четвертый управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом формирователя помех.